稀少糖是指在自然界中含量极低的一类单糖及其衍生物,作为食品添加剂和医药中间体,在多个领域具有重要应用价值。甘油是生物柴油生产的主要副产物,可转化为高附加值产品,在微生物合成稀少糖中展现出应用潜力。
中国科学院天津工业生物技术研究所研究员孙媛霞带领的功能糖与天然活性物质研究团队,以谷氨酸棒杆菌为出发菌株,设计并构建了以甘油为唯一底物合成稀少糖的新途径。通过构建磷酸二羟丙酮(DHAP)供体合成模块、3-羟基丙醛和L-甘油醛受体合成模块,利用具有底物高度特异性的醛缩酶催化羟醛缩合反应,获得了合成稀少糖的谷氨酸棒杆菌工程菌株。进一步结合丙糖磷酸异构酶的调控与发酵条件优化,高效合成了5-脱氧阿洛酮糖(38.1 g/L)、L-果糖(20.8 g/L)和L-塔格糖(10.3 g/L)等稀少糖。该研究中的模块化组装策略,对利用甘油生物合成高附加值化合物具有重要借鉴意义。
该研究得到国家自然科学基金资助,相关成果发表在《Journal of Agricultural and Food Chemistry》杂志上,天津工生所助理研究员杨建刚为论文第一作者。